JP2003185306A - ヒートポンプ給湯機 - Google Patents
ヒートポンプ給湯機Info
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Abstract
の効率のよい除霜運転を可能にしたヒートポンプ給湯機
を提供する。 【解決手段】 圧縮機1、ガスクーラ3、減圧装置5及
び蒸発器7を有する冷凍サイクルを備え、上記ガスクー
ラ3で水を加熱して給湯する構成を備えたヒートポンプ
給湯機において、上記圧縮機1に、一段目で中間圧に圧
縮された冷媒をシェルケース11内を通して二段目に導
き、この二段目でこの中間圧冷媒を高圧に圧縮して吐出
する二段圧縮型圧縮機を使用し、上記圧縮機1の一段目
の中間圧冷媒を上記ガスクーラ3及び上記減圧装置5を
バイパスして上記蒸発器7に導く第1の開閉弁131を
有した除霜回路133を備え、除霜運転開始時には、上
記減圧装置5を全開にするよりも早く上記第1の開閉弁
131を開き、除霜運転終了時には、上記減圧装置5を
除霜運転前の弁開度に戻すよりも遅く上記第1の開閉弁
131を閉じる制御手段134を備えた。
Description
を用いたヒートポンプ給湯機に関する。
及び蒸発器を有する冷凍サイクルを備え、上記ガスクー
ラで水を加熱して給湯する構成を備えたヒートポンプ給
湯機が知られている。
塩素を含むフロン(HCFC22等)を冷媒として使用
していたが、これはオゾン層保護の観点から使用が規制
されつつあり、その代替冷媒としての塩素を含まないフ
ロン(HCF)にあっても地球温暖化係数が高いことか
ら、地球温暖化防止京都会議(COP3)において規制
対象物質に指定された。
自然界に存在する物質を冷凍サイクルに冷媒として使用
する動きが高まり、特に、冷凍サイクルにCO2冷媒を
使用する検討が進められた。
クルの高圧側が超臨界となる遷臨界サイクル(Transcri
tical Cycle)になるため、ヒートポンプ式給湯装置に
おける給湯のように、水の昇温幅が大きい加熱プロセス
では高い成績係数(COP)を期待することができる。
ければならず、近年、圧縮機に内部中間圧二段圧縮型圧
縮機が採用されている。
凍サイクルを構成する機器類がヒートポンプユニットと
して屋外に設置される場合が多く、例えば冬期等におい
て、蒸発器の除霜運転が必要になる場合が多い。
ーラ及び減圧装置をバイパスして蒸発器に供給し、この
蒸発器を冷媒熱により加熱して除霜するホットガス除霜
運転を行うのが一般的であるが、内部中間圧二段圧縮型
圧縮機を使用した場合の除霜回路は未だ提案されていな
い。
技術が有する課題を解消し、内部中間圧二段圧縮型圧縮
機を使用した場合の効率のよい除霜運転を可能にしたヒ
ートポンプ給湯機を提供することにある。
圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発器を有する冷凍
サイクルを備え、上記ガスクーラで水を加熱して給湯す
る構成を備えたヒートポンプ給湯機において、上記圧縮
機に、一段目で中間圧に圧縮された冷媒をシェルケース
内を通して二段目に導き、この二段目でこの中間圧冷媒
を高圧に圧縮して吐出する二段圧縮型圧縮機を使用し、
上記圧縮機の一段目の中間圧冷媒を上記ガスクーラ及び
上記減圧装置をバイパスして上記蒸発器に導く第1の開
閉弁を有した除霜回路を備え、除霜運転開始時には、上
記減圧装置を全開にするよりも早く上記第1の開閉弁を
開き、除霜運転終了時には、上記減圧装置を除霜運転前
の弁開度に戻すよりも遅く上記第1の開閉弁を閉じる制
御手段を備えたことを特徴とする。
のにおいて、上記圧縮機の二段目の高圧冷媒を上記ガス
クーラ及び上記減圧装置をバイパスして上記蒸発器に導
く第2の開閉弁を有した高圧除霜回路を備え、除霜運転
開始時には、上記減圧装置を全開、及び上記第2の開閉
弁を全開にするよりも早く上記第1の開閉弁を開き、除
霜運転終了時には、上記減圧装置を除霜運転前の弁開度
に戻す、及び上記第2の開閉弁を全閉にするよりも遅く
上記第1の開閉弁を閉じる制御手段を備えたことを特徴
とする。
載のものにおいて、上記冷凍サイクルにCO2冷媒を使
用したことを特徴とする。
面に基づいて説明する。
使用したヒートポンプ給湯機を示している。1は圧縮機
を示し、この圧縮機1には、実線で示す冷媒配管を介し
て、ガスクーラ(高圧側熱交換器)3、減圧装置(膨張
弁)5、蒸発器(低圧側熱交換器)7が順に接続され
て、冷凍サイクルが構成されている。
れる。CO2冷媒はオゾン破壊係数が0で、地球温暖化
係数が1であるため、環境への負荷が小さく、毒性、可
燃性がなく安全で安価である。このCO2冷媒を使用し
た場合、冷凍サイクルの高圧側が超臨界となる遷臨界サ
イクル(Transcritical Cycle)になるため、ヒートポ
ンプ式給湯装置における給湯のように、水の昇温幅が大
きい加熱プロセスでは高い成績係数(COP)を期待す
ることができる。
ければならず、圧縮機1には内部中間圧二段圧縮型圧縮
機が採用されている。
ェルケース11の内部に電動機部12と、この電動機部
12により駆動される圧縮部13とを有して構成されて
いる。この圧縮部13は二段圧縮の構成を有し、一段目
の圧縮部15と、二段目の圧縮部17とからなる。
から吸い込まれた冷媒は、この圧縮部15で中間圧P1
に圧縮された後、一旦、吐出ポート15Bからシェルケ
ース11内に吐出され、このシェルケース11内を経た
後、管路21を通って二段目の圧縮部17の吸込みポー
ト17Aに導かれ、この二段目の圧縮部17で高圧P2
に圧縮されて吐出ポート17Bから吐出される。
冷媒コイル9と、水が流れる水コイル10とからなり、
この水コイル10は水配管を介して図示を省略した貯湯
タンクに接続されている。水配管には図示を省略した循
環ポンプが接続され、この循環ポンプが駆動されて貯湯
タンクの水がガスクーラ3を循環し、ここで加熱されて
貯湯タンクに貯湯される。
ニットとして屋外に設置されるため、蒸発器7に付着し
た霜の除去が必要になる。
目15の中間圧P1冷媒を、ガスクーラ3及び膨張弁5
をバイパスして蒸発器7に導くための、除霜用電磁弁
(第1の開閉弁)131、バイパス管132を含むホッ
トガス除霜回路133が設けられる。134は制御回路
である。
に、除霜運転開始時に、上記膨張弁5を全開にするより
も早く、上記除霜用電磁弁131を開き、除霜運転終了
時に、上記膨張弁5を除霜運転前の弁開度に戻すよりも
遅く、上記除霜用電磁弁131を閉じ、除霜運転中は、
これら除霜用電磁弁131及び膨張弁5を、共に、全開
にする制御を実行する。
圧冷媒が蒸発器7に送られ、この蒸発器7が加熱されて
付着した霜が除去される。
縮機1を使用した場合の効率のよい除霜運転が可能にな
る。また、除霜運転しながら高圧P2冷媒が、ガスクー
ラ3に導かれるため、除霜運転時におけるガスクーラ3
の温度低下が少なくなり、通常運転再開時の定常運転に
移行するまでの時間を短縮することができる。ただし、
この除霜運転が行われた場合、圧縮機1の高圧P2冷媒
が蒸発器7に直接供給されるため、吐出圧P2よりもシ
ェルケース11の内圧が高くなって、冷媒がシェルケー
ス11内に寝込むおそれがある。これが寝込むと、冷媒
循環量が不足し十分な除霜が行われない。
弁5を全開にするよりも早く、除霜用電磁弁131が開
かれるため、蒸発器7には、まず中間圧P1冷媒が導か
れ、ついで高圧P2冷媒が導かれる。これによれば、始
めに、中間圧P1冷媒が低圧側に開放されるため、この
中間圧P1にほぼ等しいシェルケース11の内圧が吐出
圧P2よりも高くなることがない。
運転前の弁開度に戻すよりも遅く、除霜用電磁弁131
を閉じるため、除霜運転終了まで、継続して中間圧P1
冷媒が蒸発器7に導かれる。これによれば、最後まで、
中間圧P1冷媒が低圧側に開放されるため、この中間圧
P1にほぼ等しいシェルケース11の内圧が吐出圧P2
よりも高くなることがない。
の内圧は常に吐出圧P2よりも低く維持されるため、冷
媒がシェルケース11内に寝込むことがなく、冷媒循環
量が不足することもなく、十分な除霜が行われる。
に加えて、圧縮機1の二段目17の高圧P2冷媒を、ガ
スクーラ3及び膨張弁5をバイパスして蒸発器7に導く
ための、除霜用中間電磁弁(第2の開閉弁)231、バ
イパス管232を含むホットガス除霜回路233が設け
られる。
記実施形態と同様に、まず、通常時閉の除霜用電磁弁1
31が全開にされると共に、それから所定時間遅れて、
除霜用電磁弁231及び膨張弁5がほぼ全開にされる。
弁231がほぼ全閉にされると共に、膨張弁5が除霜運
転前の弁開度に戻され、それから所定時間遅れて、除霜
用電磁弁131が全閉にされる。
ース11の内圧は常に吐出圧P2よりも低く維持される
ため、冷媒がシェルケース11内に寝込むことがなく、
冷媒循環量が不足することもなく、十分な除霜が行われ
る。
したが、本発明はこれに限定されるものでないことは明
らかである。
媒すべてを、シェルケース11を通じて二段目に供給し
ているが、これに限定されず、シェルケース11にはそ
の一部を供給し、残りを一段目の吐出ポートから直接二
段目の吸込みポートに供給する構成を採用してもよい。
圧縮機を使用した場合の効率のよい除霜運転が可能にな
る。
を示す回路図である。
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 圧縮機、ガスクーラ、減圧装置及び蒸発
器を有する冷凍サイクルを備え、上記ガスクーラで水を
加熱して給湯する構成を備えたヒートポンプ給湯機にお
いて、 上記圧縮機に、一段目で中間圧に圧縮された冷媒をシェ
ルケース内を通して二段目に導き、この二段目でこの中
間圧冷媒を高圧に圧縮して吐出する二段圧縮型圧縮機を
使用し、 上記圧縮機の一段目の中間圧冷媒をガスクーラ及び減圧
装置をバイパスして上記蒸発器に導く第1の開閉弁を有
した除霜回路を備え、 除霜運転開始時には、上記減圧装置を全開にするよりも
早く上記第1の開閉弁を開き、除霜運転終了時には、上
記減圧装置を除霜運転前の弁開度に戻すよりも遅く上記
第1の開閉弁を閉じる制御手段を備えたことを特徴とす
るヒートポンプ給湯機。 - 【請求項2】 上記圧縮機の二段目の高圧冷媒を上記ガ
スクーラ及び上記減圧装置をバイパスして上記蒸発器に
導く第2の開閉弁を有した高圧除霜回路を備え、除霜運
転開始時には、上記減圧装置を全開、及び上記第2の開
閉弁を全開にするよりも早く上記第1の開閉弁を開き、
除霜運転終了時には、上記減圧装置を除霜運転前の弁開
度に戻す、及び上記第2の開閉弁を全閉にするよりも遅
く上記第1の開閉弁を閉じる制御手段を備えたことを特
徴とする請求項1記載のヒートポンプ給湯機。 - 【請求項3】 上記冷凍サイクルにCO2冷媒を使用し
たことを特徴とする請求項1又は2記載のヒートポンプ
給湯機。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001389323A JP3711070B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | ヒートポンプ給湯機 |
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JP2003185306A true JP2003185306A (ja) | 2003-07-03 |
JP3711070B2 JP3711070B2 (ja) | 2005-10-26 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3711070B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005022055A1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-10 | Carrier Corporation | Defrosting methodology for heat pump water heating system |
JP2007071478A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Sanden Corp | ヒートポンプ装置 |
US7802441B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-09-28 | Electro Industries, Inc. | Heat pump with accumulator at boost compressor output |
US7849700B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-12-14 | Electro Industries, Inc. | Heat pump with forced air heating regulated by withdrawal of heat to a radiant heating system |
-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001389323A patent/JP3711070B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2005022055A1 (en) * | 2003-08-22 | 2005-03-10 | Carrier Corporation | Defrosting methodology for heat pump water heating system |
US7028494B2 (en) | 2003-08-22 | 2006-04-18 | Carrier Corporation | Defrosting methodology for heat pump water heating system |
US7802441B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-09-28 | Electro Industries, Inc. | Heat pump with accumulator at boost compressor output |
US7849700B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-12-14 | Electro Industries, Inc. | Heat pump with forced air heating regulated by withdrawal of heat to a radiant heating system |
JP2007071478A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Sanden Corp | ヒートポンプ装置 |
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JP3711070B2 (ja) | 2005-10-26 |
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